Химик РУДН создал гидрогель для защиты ран от микробов

Основная задача при лечении ран — не допустить инфекции. При открытой ране микробы получают прямой доступ внутрь организма. Это значительно усложняет заживление раны и может вызвать более серьезные последствия, поэтому важно разрабатывать антибактериальные покрытия для ран. Один из современных подходов к этому — гидрогелевые пленки. В отличие от традиционных средств, гидрогели мимикрируют здоровую ткань и закрывают собой рану, защищая ее от микробов, к тому же они помогают охладить рану и не пересушивать ее. Помимо этого, гидрогели могут содержать в себе лекарство, которое обеспечит рану дополнительной защитой. Химик РУДН с коллегами из Ирана создал такое покрытие и доказал его эффективность.

«Благодаря своей структуре гидрогели могут имитировать биологические и физико-химические характеристики тканевой среды. Повязки на основе гидрогеля обладают замечательными свойствами — они охлаждают рану, поддерживают влажную среду, создают барьер для микроорганизмов, обеспечивают газообмен и впитывают выделения раны», — Ахмад Шаабани, ведущий научный сотрудник Объединенного института химических исследований РУДН и университета имени Шахида Бехешти (Иран).

Химики создали покрытие с порами, в которые можно поместить нужное лекарство. Сама пленка закрывает рану, а лекарство постепенно выходит из пор, не давая микробам распространяться. Гидрогель состоит из карбоксиметилцеллюлозы (производного обычной целлюлозы) и металлорганического каркаса UiO-66, в пористую структуру которого поместили популярный антибиотик тетрациклин. Ученые РУДН исследовали, как разные концентрации UiO-66 влияют на свойства гидрогеля и на способность выпускать антибиотик. Подобрав оптимальные параметры, химики определили, как гидрогель с антибиотиком справляются с кишечной палочкой (Escherichia coli) и золотистым стафилококком (Staphylococcus aureus).

Гидрогель показал высокую эффективность против обеих бактерий и при этом оказался безвредным для клеток соединительной ткани человека. В чашке Петри со средой из искусственного пота и раневого экссудата кишечная палочка и золотистый стафилококк погибали в радиусе 6,5–8,5 мм от препарата. Вначале наблюдалась большая скорость выхода антибиотика (до 50% лекарства вышло из гидрогеля в первые пять часов), затем скорость стабилизировалась и гидрогель медленно выпускал оставшееся лекарство в течение следующих трех суток.

«Разработка антибактериального покрытия с подходящей проницаемостью, хорошими механическими свойствами и контролируемым высвобождением антибиотиков — перспективный метод остановки бактериальной инфекции в раневой ткани. Разработанные гидрогелевые пленки потенциально могут стать привлекательной платформой для создания безопасной и простой системы контроля роста микробов в ране», — Ахмад Шаабани, ведущий научный сотрудник Объединенного института химических исследований РУДН и университета имени Шахида Бехешти.

Результаты опубликованы в International Journal of Biological Macromolecules.